Come Si Determina il Numero di Giri di un Motore Elettrico: Poli, Frequenza, Tensione, Carico e Controllo
Velocità Sincrona (Motori AC)
N_sync (RPM) = 120 × f (Hz) / P (poli)
- 60 Hz, 2 poli → 3.600 RPM.
- 60 Hz, 4 poli → 1.800 RPM.
- 50 Hz, 4 poli → 1.500 RPM.
I motori a induzione girano leggermente più lentamente: N = N_sync × (1 - s), dove lo scorrimento s = 1–5 % a pieno carico.
Velocità del Motore DC
N ∝ (V - I_a R_a) / Φ
- Tensione di armatura applicata V (o ciclo di lavoro PWM).
- Flusso Φ (corrente di campo o forza dei magneti permanenti).
- Caduta di resistenza dell'armatura I_a R_a.
La velocità è controllata variando V (controllo armatura) o Φ (debolezzamento di campo).
Fattori di Progettazione
- Numero di poli: fissato dal progetto dei pacchetti lamellari dello statore.
- Riduttore: RPM di output = RPM motore / rapporto di riduzione.
- Coppia di carico: carico maggiore → più scorrimento (AC) o più caduta I_a (DC) → RPM inferiore.
Sistemi di Controllo
- VFD (AC): varia f e rapporto V/Hz → ampio range di velocità.
- Drive DC / controllore BLDC: tensione PWM + loop di corrente.
- Drive servo: loop posizione/velocità/coppia con feedback encoder.
Misurazione
- Tachimetro: a contatto (meccanico) o senza contatto (ottico/magnetico).
- Encoder/resolver: posizione digitale → derivazione della velocità.
- Stroboscopio: blocco visivo a noto tasso di lampeggio.
- Misuratore RPM a pinza amperometrica: rileva armoniche di ondulazione di corrente.
Il numero di giri è il risultato di input elettrico, progettazione magnetica, carico meccanico e strategia di controllo—non un valore fisso sulla targhetta.